Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 THPT dựa trên một số nguyên tắc của TRIZ nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

HỒ CHÍ MINH Huỳnh Ngọc Nguyên XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT DỰA TRÊN MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CỦA TRIZ NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH Chu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Huỳnh Ngọc Nguyên

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT DỰA TRÊN MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CỦA TRIZ NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

Mã số: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ

Thành phố Hồ Chí Minh – 2010

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học Cao học ở trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, tôi luôn nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất tận tình từ quí thầy cô trong khoa, các thầy cô trong nhà trường Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

- Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm tp Hồ Chí Minh

- Các thầy cô khoa Vật lý, đặc biệt là các thầy cô trong Tổ Phương pháp giảng dạy, phòng Khoa học công nghệ sau đại học, các thầy cô trong nhà trường đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt khóa học

- Đặc biệt, tôi xin chân thành biết ơn cô PGS TS Phạm Thị Phú, Khoa Vật lý trường Đại học Vinh, tp Vinh, Nghệ An đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

- Ban giám hiệu và các thầy cô trong Tổ vật lý, các em học sinh lớp 10 năm học 2009 – 2010 trường THPT Nguyễn Huệ, Quận 9, TP Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này

- Ban giám hiệu và các thầy cô trong Tổ vật lý trường THPT Nguyễn Hữu Huân, Quận Thủ Đức và trường THPH Nguyễn Công Trứ, Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này

- Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đặc biệt là các bạn cùng lớp Cao học ngành Lý

luận và phương pháp dạy học vật lý khóa 18 đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tôi có thể hoàn

thành luận văn này

Tp Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2010

Tác giả Huỳnh Ngọc Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác

Tác giả Huỳnh Ngọc Nguyên

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTCS : Bài tập cơ sở

BTST : Bài tập sáng tạo

BTLT : Bài tập luyện tập

BTVL : Bài tập vật lí

KHTN : Khoa học tự nhiên

SGK : Sách giáo khoa

SGV : Sách giáo viên

SBT : Sách bài tập

THPT : Trung học phổ thông

NXB : Nhà xuất bản

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Sự phát triển của nền văn minh nhân loại đã vươn cao sau ba làn sóng nông nghiệp hóa, công nghiệp hóa và công nghệ thông tin Theo một số dự báo khoa học, làn sóng thứ tư của sự phát triển thế giới chính là tăng cường tính sáng tạo, phát triển nguồn nhân lực sáng tạo

Do vậy, mục tiêu, nhiệm vụ cuối cùng của giáo dục là phải “đi tắt, đón đầu” sự phát triển, phải tạo ra được những người “dùng được ngay”, không phải mất thời gian để đào tạo lại Điều này được cụ thể trong luật giáo dục, ban hành năm 2005 Chương I, Điều 5 về phương pháp giáo dục: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập, ý chí vươn lên” Trong những năm qua, các hoạt động tích cực nhằm đổi mới, nâng cao chất lượng giáo dục để đáp ứng các mục tiêu trên được thực hiện ngày càng nhiều Tuy nhiên, các biện pháp đổi mới phương pháp giáo dục hầu hết

đã chú trọng tới việc phát huy, bồi dưỡng tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh, còn tư duy sáng tạo chưa được đề cập nhiều

Sự sáng tạo không phải là bất logic Quá trình tư duy sáng tạo hoàn toàn có thể dạy được cho học sinh bằng một trong những lý thuyết khá ưu việt là “Lý thuyết giải các bài toán sáng chế” (TRIZ) Trên thế giới, TRIZ được nhiều trường học và công ty dạy và học như các môn học truyền thống (Toán, Lý, Hóa, quản trị kinh doanh, …) Còn ở Việt Nam, trong chương trình giáo dục và đào tạo chưa có môn học về TRIZ Năm 1977 TRIZ được dạy dưới dạng ngoại khóa cho sinh viên, năm 1991 Trung tâm Sáng tạo Khoa học – Kỹ thuật thuộc trường Đại học Tổng hợp TpHCM (nay là Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia TpHCM) ra đời và là cơ sở chính thức, đầu tiên giảng dạy, đào tạo và nghiên cứu TRIZ

Việc nghiên cứu và ứng dụng TRIZ vào thực tiễn dạy học, đặc biệt là dạy một môn khoa học thực nghiệm như vật lí sẽ góp phần dạy kỹ năng tư duy sáng tạo cho học sinh Điều này làm cho mục đích của giáo dục đạt được sẽ toàn diện hơn Hiện nay ở nước ta đã có một số ít luận văn thạc sĩ nghiên cứu vận dụng TRIZ vào dạy học vật lí

Bên cạnh đó, đối với các em học sinh mới vào cấp ba thì môi trường học tập hoàn toàn mới mẻ, các em luôn mong muốn ở thầy cô có những đổi mới giúp các em yêu thích môn học Đặc biệt, các hiện tượng Cơ học rất quen thuộc mà học sinh lại thường gặp trong đời sống hàng ngày, giúp cho các

em hiểu biết về thế giới xung quanh sẽ dễ dàng kích thích sự say mê, chủ động học môn vật lí Do vậy, tôi chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 trung học phổ

thông dựa trên một số nguyên tắc của TRIZ nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh” với mong muốn giúp các em có thể vận dụng kiến thức cơ bản trong nhà trường, từng bước biết cách giải bài toán

mà các em gặp trong thực tế, từ đó thỏa mãn nhu cầu tìm tòi, học tập của các em và đồng thời góp phần đổi mới phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông, nâng cao chất lượng dạy học

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo về Cơ học lớp 10 trung học phổ thông (THPT) và đề xuất phương án sử dụng vào dạy học nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học

- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy và học bài tập vật lí

4 Phạm vi nghiên cứu

Cơ học lớp 10 THPT

5 Giả thuyết khoa học

- Có thể vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần “Cơ học lớp 10 THPT” đảm bảo yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi trong điều kiện hiện nay của trường THPT nước ta

- Việc sử dụng TRIZ hướng dẫn học sinh giải bài tập sáng tạo (BTST) trong các bài học vật lí truyền thống sẽ góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy học

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

6.1 Tìm hiểu về phương pháp luận sáng tạo (TRIZ)

6.2 Tìm hiểu khái niệm bài tập sáng tạo về vật lí, mối quan hệ giữa BTST và TRIZ với việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học

6.3 Phân tích mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức kỹ năng và theo định hướng nghiên cứu nội dung kiến thức Cơ học 10 THPT

6.4 Tìm hiểu thực tế việc dạy và học bài tập Cơ học 10 THPT ở một số trường THPT thuộc TpHCM

6.5 Vận dụng TRIZ xây dựng các bài tập sáng tạo về vật lí phù hợp thực tế trong dạy học Cơ học lớp 10 THPT

6.6 Đề xuất phương án sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã xây dựng để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

6.7 Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của dạy và học bài tập Cơ học lớp 10 THPT

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các tài liệu nhằm tìm hiểu mục tiêu dạy học vật lí trong giai đoạn hiện nay, việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

- Nghiên cứu các tài liệu nhằm tìm hiểu lý thuyết về phương pháp luận sáng tạo và đổi mới

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng)

để xác định mục tiêu nội dung, trọng tâm, cấu trúc logic của các kiến thức Cơ học lớp 10 THPT mà học sinh cần nắm vững

7.2 Phương pháp điều tra

Tìm hiểu thực tế dạy và học bài tập Cơ học lớp 10 thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, sử dụng phiếu điều tra, phân tích kết quả học tập và ý kiến của học sinh, giáo viên, đề xuất một số nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm và hướng khắc phục

7.3 Phương pháp thực nghiệm

Sử dụng phương pháp thực nghiệm vật lí và phương pháp thực nghiệm sư phạm

8 Kết quả đóng góp của đề tài

8.1 Về lí luận

+ Nghiên cứu phương pháp luận sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho học sinh

+ Xây dựng được mô hình vận dụng một số nguyên tắc của TRIZ xây dựng BTST về vật lí nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

+ Xây dựng mô hình vận dụng nguyên tắc của TRIZ đặt câu hỏi định hướng tư duy học sinh giải bài tập nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

8.2 Về thực tiễn

+ Xây dựng được 25 BTST về Cơ học 10

+ Đề xuất 5 phương án sử dụng BTST trong dạy học vật lí

+ Giúp học sinh gắn kết kiến thức đã học với việc giải quyết các bài toán thực tế, tạo sự hứng thú trong học tập vật lí

+ Giúp học sinh được tiếp cận với phương pháp luận sáng tạo (TRIZ) để nâng cao hiệu quả tư duy sáng tạo

9 Cấu trúc luận văn

MỞ ĐẦU (4 trang)

Chương 1- CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC VẬT LÍ

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (21 trang)

Chương 2- XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC - VẬT LÍ LỚP 10 VÀ CÁC HÌNH THỨC SỬ DỤNG CHÚNG TRONG DẠY HỌC (51 trang)

Chương 3- THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM (10 trang)

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ (3 trang)

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC

VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Trong phần cơ sở lí luận xây dựng hệ thống bài tập vật lí ở trường THPT, chúng tôi giải quyết

ba vấn đề sau:

- Tư duy sáng tạo

- Dạy học sáng tạo

- Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để xây dựng BTST trong dạy học vật lí

1.1 Tư duy sáng tạo

1.1.1 Khái niệm tư duy

Tư duy là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lý con người (nhận thức, tình cảm và hành động) Nhận thức là một quá trình Ở con người quá trình này gắn với mục đích nhất định nên nhận thức của con người là một hoạt động Quy luật chung của mọi hoạt động nhận thức mà con người phải tuân theo đã được Lênin tổng kết: “từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn – đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan”

Hoạt động nhận thức của con người gồm hai giai đoạn:

+ Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác): là giai đoạn đầu trong toàn bộ hoạt động nhận thức,

nó phản ánh những thuộc tính bề ngoài, cụ thể của sự vật hiện tượng đang trực tiếp tác động vào giác quan của con người

+ Nhận thức lí tính (tư duy và trừu tượng): là giai đoạn nhận thức cao hơn, mới về chất so với nhận thức cảm tính, nó phản ánh những thuộc tính bên trong, những mối liên hệ bản chất của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan mà con người chưa biết

Vậy, tư duy là một quá trình tâm lí thuộc nhận thức lí tính, phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính qui luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan mà con người chưa biết.[31, tr.71]

1.1.2 Khái niệm sáng tạo

Theo từ điển triết học, “Sáng tạo là quá trình hoạt động của con người tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất Các loại hình sáng tạo được xác định bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa

học kĩ thuật, tổ chức quân sự Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và tinh thần” [27, tr.24]

Theo Phan Dũng, “Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kì cái gì có đồng thời tính mới và tính ích lợi” [4, tr.14]

+ “Tính mới” là bất kì sự khác biệt nào của đối tượng cho trước so với đối tượng tiền thân của

nó (đối tượng cùng loại ra đời trước đó về mặt thời gian)

+ “Tính ích lợi” được tạo ra nhờ tính mới và rất đa dạng Tính ích lợi chỉ thể hiện ra khi đối tượng cho trước “làm việc” theo đúng chức năng và trong phạm vi áp dụng của nó

Theo định nghĩa này thì kết quả sáng tạo phải có đồng thời tính mới và tính ích lợi, nếu chỉ có tính mới hoặc chỉ có tính ích lợi thì không được coi là sáng tạo

Nhìn từ các góc độ khác nhau, sáng tạo của con người được xem xét ở nhiều phương diện, khía cạnh khác nhau và nó có các mức độ cao, thấp khác nhau Nếu xuất phát từ các nhu cầu cá nhân và nhằm thỏa mãn các nhu cầu cá nhân thì người ta có thể chia sáng tạo của con người thành hai loại [4, tr.30]:

+ Sáng tạo nhằm nhận thức (biết, hiểu, giải thích…) hiện thực khách quan cũng như chính bản thân mình; loại này thuộc khái niệm phát minh

+ Sáng tạo nhằm biến đổi (cải tạo…) hiện thực khách quan cũng như chính bản thân mình; loại này thuộc khái niệm sáng chế, có mức độ sáng tạo rất nhiều và được bảo hộ độc quyền

Để đánh giá đối tượng cho trước có phải là sáng tạo hay không, người ta dùng chương trình gồm năm bước [4, tr.16]:

+ Chọn đối tượng tiền thân

+ So sánh đối tượng cho trước với đối tượng tiền thân

+ Tìm tính mới của đối tượng cho trước

+ Trả lời câu hỏi: “Tính mới đó đem lại lợi ích gì? Trong phạm vi áp dụng nào?”

+ Kết luận theo định nghĩa sáng tạo

Sáng tạo và luôn mong muốn sáng tạo là nhu cầu của con người Sáng tạo là hoạt động có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống con người, tạo sự phát triển toàn diện của xã hội, tạo sự thay đổi từ lĩnh vực này sang lĩnh vực khác Có thể nói ai cũng đều đã từng sáng tạo trong cuộc đời của mình Trong nhà trường, sáng tạo của học sinh hầu hết còn hẹp, chỉ mới và ích lợi đối với bản thân học sinh

mà thôi Do vậy, dạy học nói chung và dạy học vật lí nói riêng phải giúp học sinh rèn luyện sáng tạo để nhắm tới mục tiêu cao hơn là đào tạo những người có khả năng sáng tạo ra những công trình có tính mới và tính ích lợi ở mức nhân loại

1.1.3 Tư duy sáng tạo

Theo Phan Dũng [4, tr.20], “ Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ đưa người giải:

+ từ không biết cách đạt đến mục đích đến biết cách đạt đến mục đích, hoặc

+ từ không biết cách tối ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một số cách đã biết”

Ở đây, tính mới thể hiện ở chỗ người giải tự suy nghĩ từ “không biết cách” đến “biết cách” đồng thời tính mới đem lại tính ích lợi là đạt được mục đích Do vậy, theo định nghĩa về sáng tạo thì quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định là tư duy sáng tạo Khái niệm tư duy sáng tạo chỉ phản ánh phần suy nghĩ giải quyết vấn đề, một phần trong toàn bộ quá trình thực hiện giải quyết vấn đề

Ngoài ra, nếu nhìn theo góc độ thông tin – tâm lí thì tư duy sáng tạo là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới bằng các hiện tượng tâm lí Rõ ràng, các vấn đề cần giải quyết có trong thực tế đều chứa đựng thông tin, tri thức đã biết; khi giải quyết được vấn đề thì lời giải chính là những thông tin mới đem lại ích lợi (đạt được mục đích) tức là trở thành tri thức cho người giải

Như vậy, có ba cách nói được coi là tương đương:

+ Tư duy sáng tạo

+ Quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định

+ Quá trình biến đổi thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới

1.2 Dạy học sáng tạo

Dạy học sáng tạo với nội hàm là dạy tư duy sáng tạo nhằm đào tạo những con người năng động, sáng tạo trong học tập và lao động sản xuất đáp ứng được sự phát triển nhanh và đầy biến động của xã hội hiện đại [22, tr.12-24]

1.2.1 Cơ sở sinh lí của sáng tạo [27, tr.45]

Một cơ sở sinh lí quan trọng của sáng tạo là sự phát triển của não bộ Nếu trước đây, bán cầu não trái được cho là ưu thế, còn bán cầu não phải thì không ưu thế thì hiện nay những nghiên cứu về hoạt động song hành giữa hai bán cầu não chứng minh sự hoạt động tích cực của cả bán cầu đại não là tiền đề quan trọng để sự sáng tạo xuất hiện Khoa học về não cho thấy hai bán cầu não có chức năng khác nhau

Bán cầu não trái là trung tâm điều khiển các chức năng trí tuệ như trí nhớ, ngôn ngữ, lí luận, tính toán, sắp xếp, phân loại, viết, phân tích, tư duy qui nạp Bán cầu não phải là trung tâm điều khiển các chức năng như trực giác, ngoại cảm, thái độ và xúc cảm, liên kết về thị giác và không gian, cảm giác

âm nhạc, nhịp điệu, vũ điệu, các loại hoạt động phối hợp thể lực, các quá trình tư duy suy diễn